RU239301U1 - Шламовый центробежный насос - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к центробежным насосам для перекачки особых текучих сред, например вязких и неоднородных текучих сред, и может применяться в качестве шламового насоса в горнодобывающей промышленности, металлургии, в строительной отрасли и при очистке сточных вод. Шламовый центробежный насос, содержащий корпус, который содержит первую секцию и вторую секцию, соединенные боковыми подводами, при этом первая секция и вторая секция содержат ступени насоса, закрепленные на валу, опирающемся на подшипники, которые, в свою очередь, закреплены в корпусе, при этом первая секция содержит напорную камеру первой секции, а вторая секция содержит напорную камеру второй секции, в то же время напорную камеру первой секции от напорной камеры второй секции отделяет щелевое уплотнение, размещенное между валом и элементами корпуса, кроме того, с обратной стороны ведущего диска центробежного колеса крайней ступени второй секции насоса установлен импеллер. Технический результат полезной модели заключается в увеличении ресурса работы и повышении надежности работы насоса. 3 ил.

Description

Полезная модель относится к центробежным насосам для перекачки особых текучих сред, например, вязких и неоднородных текучих сред, и может применяться в качестве шламового насоса в горнодобывающей промышленности, металлургии, в строительной отрасли и при очистке сточных вод.

Из уровня техники известен МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС СЕГМЕНТНОГО ТИПА [CN 105351206 A, опубл. 24.02.2016], содержащий всасывающую секцию, рабочее колесо первой ступени, направляющие лопатки рабочего колеса, среднюю секцию, рабочее колесо второй ступени, выпускную секцию, вал насоса, втулку вала, распорное кольцо рабочего колеса, подшипник скольжения, соединенный с внешней стороной втулки вала, подшипник качения, упругий соединитель, соединенный с валом насоса, и внешний первичный двигатель, приводящий вал насоса в движение через упругий соединитель. Множество спиральных канавок образовано во внутренней стенке подшипника скольжения; рабочие колеса собраны на валу насоса в режиме шпоночного соединения; направляющие лопатки рабочего колеса собраны в средней секции. Жидкость нагнетается через рабочие колеса и собирается через направляющие лопатки рабочего колеса, скорость потока снижается, и жидкость выпускается через выпускную секцию и подается в систему трубопроводов. Спиральные канавки во внутренней стенке подшипника скольжения увеличивают объем циркуляции жидкости и гарантируют хорошую смазку подшипника скольжения. Недостатком данного насоса является повышенное содержание твердых механических примесей в циркулирующей жидкости, что приводит к ускоренному износу движущихся частей насоса, а также подшипников скольжения при циркуляции жидкости в спиральных канавках, что снижает надежность работы насоса и уменьшает его рабочий ресурс.

Наиболее близким по технической сущности является ЭФФЕКТИВНЫЙ ДРОССЕЛИРУЮЩИЙ И ГЕРМЕТИЗИРУЮЩИЙ САМОБАЛАНСИРУЮЩИЙСЯ МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ НАСОС [CN 215672848 U, опубл. 28.01.2022], включающий подшипниковый узел, секцию впуска воды, рабочее колесо, направляющую лопатку, среднюю секцию и конечную ступень, конечное устьевое кольцо, выпуск воды, спиральную канавку кольцевой втулки вала A, последнюю ступень обратного рабочего колеса, последнюю ступень обратной направляющей лопатки, последнюю ступень обратного портового кольца, обратную среднюю секцию, обратную направляющую лопатку, обратное рабочее колесо, обратную секцию впуска воды, спиральную канавку кольцевой втулки B, полуоткрытое рабочее колесо, узел сальника, подшипниковый узел B и который характеризуется тем, что внутренняя окружность переднего открывающегося кольца последней ступени согласована со структурой круглого выступа задней крышки переднего рабочего колеса последней ступени для образования кольцевого зазорного уплотнения, а внутренняя окружность обратного открывающегося кольца последней ступени согласована со структурой круглого выступа задней крышки обратного рабочего колеса последней ступени для образования кольцевого зазорного уплотнения, при этом кольцевая втулка со спиральной канавкой A установлена на валу насоса с помощью обычного плоского шпоночного соединения, а кольцевая втулка со спиральной канавкой B неподвижно установлена в секции входа обратной воды с помощью винтов. Основной технической проблемой прототипа является наличие многоступенчатых элементов со сложной геометрией и высокой точностью сопряжения, что повышает риск возникновения несоосности элементов, ускоренного износа, загрязнения и заклинивания движущихся частей при наличии в перекачиваемой жидкости механических примесей, что снижает надежность работы насоса и уменьшает его рабочий ресурс.

Задачей полезной модели является устранение недостатков прототипа.

Технический результат полезной модели заключается в увеличении ресурса работы и повышении надежности работы насоса.

Указанный технический результат достигается за счет того, что шламовый центробежный насос содержит корпус, который содержит первую секцию и вторую секцию, соединенные боковыми подводами, при этом первая секция и вторая секция содержат ступени насоса, закрепленные на валу, опирающемся на подшипники, которые, в свою очередь, закреплены в корпусе, при этом первая секция содержит напорную камеру первой секции, а вторая секция содержит напорную камеру второй секции, в то же время напорную камеру первой секции от напорной камеры второй секции отделяет щелевое уплотнение, размещенное между валом и элементами корпуса, кроме того, с обратной стороны ведущего диска центробежного колеса крайней ступени второй секции насоса установлен импеллер.

Краткое описание чертежей:

На фиг. 1 показан общий вид шламового центробежного насоса.

На фиг. 2 показан продольный разрез шламового центробежного насоса.

На фиг. 3 показан местный вид продольного разреза шламового центробежного насоса.

На фигурах обозначено: 1 - корпус, 2 - первая секция, 3 - вторая секция, 4 - камера всасывания первой секции, 5 - камера всасывания второй секции, 6 - напорная камера первой секции, 7 - напорная камера второй секции, 8 - центробежное колесо крайней ступени второй секции, 9 - вал, 10 - подшипник, 11 - щелевое уплотнение, 12 - боковые подводы.

Осуществление полезной модели

Шламовый центробежный насос содержит корпус 1, который содержит первую секцию 2 и вторую секцию 3, соединенные боковыми подводами 12 (фиг. 1) и содержащие ступени насоса, при этом ступени насоса закреплены на валу 9, опирающемся на подшипники 10, закрепленные в корпусе 1, а между валом 9 и элементами корпуса 1 предусмотрено щелевое уплотнение 11 (фиг. 2). Первая секция 2 содержит камеру всасывания первой секции 4, которая расположена со стороны, прилежащей к приводу насоса, а вторая секция 3 содержит камеру всасывания второй секции 5, которая расположена с противоположной от привода насоса стороны, при этом первая секция 2 также содержит напорную камеру первой секции 6, а вторая секция 3 содержит напорную камеру второй секции 7. Напорную камеру первой секции 6 и напорную камеру второй секции 7 разделяет щелевое уплотнение 11, находящееся между валом 9 и корпусом 1. Кроме того, центробежное колесо крайней (т.е. ближайшей к напорной камере второй секции 7) ступени 8 второй секции 3 снабжено импеллером, выполненным с возможностью создания при вращении центробежной силы, ускоряющей осаждение крупных частиц шлама, при этом скорость осаждения крупных частиц под действием центробежной силы оказывается выше радиальной скорости жидкости у наружного диаметра импеллера, что препятствует их попаданию в зазор щелевого уплотнения 11. Это позволяет существенно снизить износ уплотнения и, как следствие, повысить надежность работы насоса и увеличить его рабочий ресурс. Импеллер может быть выполнен как отдельным устройством, прилегающим к центробежному колесу восьмой ступени 8, так и выполненным в виде лопаток, размещенных на обратной стороне ведущего диска центробежного колеса крайней ступени 8 второй секции 3.

Примеры осуществления полезной модели.

В соответствии с настоящей полезной моделью были реализованы следующие примеры осуществления устройства.

Пример 1

Шламовый центробежный насос был выполнен с горизонтально расположенным корпусом, включающим первую секцию и вторую секцию, соединенные между собой через боковые подводы, по которым циркулирует перекачиваемая шламовая среда. Каждая секция содержала по две рабочие ступени насоса, закрепленные на общем валу, опирающемся на радиально-упорные шариковые подшипники. Подшипники размещались в посадочных гнездах корпуса и фиксировались прижимными крышками. Между валом и корпусом насоса было размещено щелевое уплотнение, а с обратной стороны ведущего диска крайнего рабочего колеса второй секции был установлен импеллер, закрепленный на валу посредством шпоночного соединения. Такое конструктивное решение позволило создать при вращении лопастей импеллера центробежную силу в потоке перекачиваемой жидкости, которая способствовала сепарации крупных частиц шлама и исключала их попадание в зазор щелевого уплотнения, существенно снижая его износ. По результатам проведенных сравнительных испытаний насос в соответствии с настоящей полезной моделью продемонстрировал уменьшение износа щелевого уплотнения и поверхности вала за межремонтный период в 1,64 раза.

Пример 2

Шламовый центробежный насос был выполнен с горизонтально расположенным корпусом, включающим первую секцию и вторую секцию, соединенные между собой через боковые подводы, по которым циркулирует перекачиваемая шламовая среда. Каждая секция содержала по четыре рабочие ступени насоса, закрепленные на общем валу, опирающемся на радиально-упорные шариковые подшипники. Подшипники размещались в посадочных гнездах корпуса и фиксировались прижимными крышками. Между валом и корпусом насоса было размещено щелевое уплотнение, а с обратной стороны ведущего диска крайнего рабочего колеса второй секции был установлен импеллер, закрепленный на валу посредством шпоночного соединения. По результатам проведенных сравнительных испытаний насос в соответствии с настоящей полезной моделью продемонстрировал уменьшение износа щелевого уплотнения и поверхности вала за межремонтный период в 1,52 раза.

Пример 3

Шламовый центробежный насос был выполнен с горизонтально расположенным корпусом, включающим первую секцию и вторую секцию, соединенные между собой через боковые подводы, по которым циркулирует перекачиваемая шламовая среда. Каждая секция содержала по шесть рабочих ступеней насоса, закрепленные на общем валу, опирающемся на радиально-упорные шариковые подшипники. Подшипники размещались в посадочных гнездах корпуса и фиксировались прижимными крышками. Между валом и корпусом насоса было размещено щелевое уплотнение, а с обратной стороны ведущего диска крайнего рабочего колеса второй секции был установлен импеллер, закрепленный на валу посредством шпоночного соединения. По результатам проведенных сравнительных испытаний насос в соответствии с настоящей полезной моделью продемонстрировал уменьшение износа щелевого уплотнения и поверхности вала за межремонтный период в 1,52 раза.

Технический результат полезной модели заключается в увеличении ресурса работы и повышении надежности работы насоса.

Указанный технический результат достигается за счет наличия в конструкции насоса двух секций, соединенных боковыми подводами, что обеспечивает возможность продолжения работы насоса в случае аварийного выхода из строя ступеней насоса одной из секций, таким образом повышая надежность устройства. Кроме того, конструктивное выполнение шламового центробежного насоса двухсекционным, с наличием ступеней насоса, размещенных на общем валу, и разделением напорных камер первой и второй секции посредством щелевого уплотнения, позволяет локализовать потоки жидкости и твердых включений в пределах соответствующих секций, обеспечивая тем самым повышенную надежность эксплуатации насоса и увеличенный рабочий ресурс.

Также технический результат обеспечивается наличием в конструкции шламового центробежного насоса импеллера, установленного с обратной стороны ведущего диска центробежного колеса крайней ступени второй секции, поскольку указанный элемент при вращении создает центробежную силу, направленную от оси вращения к периферии, которая ускоряет осаждение крупных твердых частиц шлама. За счет того, что скорость осаждения этих частиц оказывается выше радиальной скорости перемещения жидкости у наружного диаметра импеллера, создается эффект сепарации, препятствующий попаданию абразивных частиц в зазор щелевого уплотнения. Это, в свою очередь, существенно снижает износ уплотнения, что повышает эффективность его работы и надежность всей конструкции в целом. При этом установка импеллера именно с обратной стороны ведущего диска центробежного колеса крайней ступени второй секции имеет принципиальное значение для достижения заявленного технического результата, поскольку крайняя ступень второй секции непосредственно граничит с напорной камерой этой секции, а следовательно, именно в этой зоне наблюдаются наибольшие давления и наибольшая вероятность попадания твердых частиц шлама в зазор щелевого уплотнения. Установка импеллера в указанной позиции позволяет эффективно воздействовать на поток жидкости в самом критичном месте - на выходе последней ступени перед щелевым уплотнением, где наиболее вероятно попадание абразивных частиц в зазор между валом и корпусными элементами. Кроме того, расположение импеллера за ведущим диском колеса способствует формированию локального вихревого потока с выраженной центробежной составляющей, который отбрасывает крупные твердые включения шлама от осевой зоны к периферии. Это создает дополнительный защитный барьер для щелевого уплотнения, препятствуя проникновению твердых частиц в зазор и снижая их абразивное воздействие на элементы уплотнения.

В сравнении с прототипом и аналогами заявленная полезная модель обеспечивает увеличенный ресурс работы и повышенную надежность. Так, сравнительные испытания согласно примерам 1-3 показали, что износ щелевого уплотнения и поверхности вала за время межремонтного периода работы был снижен более чем в полтора раза в сравнении с прототипом.

Таким образом, заявленный шламовый центробежный насос обеспечивает высокую износостойкость щелевого уплотнения и повышенный ресурс работы. Только при наличии всех указанных признаков обеспечивается высокая надежность рабочих узлов насоса и способность длительно выполнять рабочие функции без поломок и замен элементов, что в совокупности гарантирует достижение заявленного технического результата - увеличения ресурса работы и повышения надежности работы насоса. Удаление или несоблюдение хотя бы одного из перечисленных признаков приводит к снижению надежности полезной модели и ее рабочего ресурса и, как следствие, недостижению заявленного технического результата.

Claims (1)

1. Шламовый центробежный насос, содержащий корпус, который содержит первую секцию и вторую секцию, соединенные боковыми подводами, при этом первая секция и вторая секция содержат ступени насоса, закрепленные на валу, опирающемся на подшипники, которые, в свою очередь, закреплены в корпусе, при этом первая секция содержит напорную камеру первой секции, а вторая секция содержит напорную камеру второй секции, в то же время напорную камеру первой секции от напорной камеры второй секции отделяет щелевое уплотнение, размещенное между валом и элементами корпуса, кроме того, с обратной стороны ведущего диска центробежного колеса крайней, ближайшей к напорной камере ступени второй секции насоса установлен импеллер.